A análise elementar de um composto orgânico mostrou que ele contém
de carbono,
de hidrogênio e
de oxigênio, em massa. A massa molar do composto é
. As fórmulas mínima e molecular do composto são, respectivamente:
a)
e
b)
e
c)
e
d)
e
e) CHO e
a)
b)
c)
d)
e) CHO e
Passo 1
O enunciado dá as composições em massa e a massa molar do composto e pede as fórmulas mínima (empírica) e molecular. Informações fornecidas:
- Composição em massa:
de carbono, de hidrogênio e de oxigênio. - Massa molar do composto:
.
O que se pede: determinar a fórmula mínima (empírica) e a fórmula molecular do composto.
Passo 2
Primeiro passo prático (truque padrão): suponha uma amostra de
do composto. Assim os percentuais viram massas diretamente:
- massa de carbono:
, - massa de hidrogênio:
, - massa de oxigênio:
.
Mini-aula rápida: para descobrir a fórmula empírica converte-se a massa de cada elemento em mols usando
As massas atômicas aproximadas que usamos (valores usuais em prova) são
para C,
para H e
para O. Essas são as constantes que dividem as massas para obter o número de mols.
Passo 3
Calcular os mols de cada elemento:
Explicação didática: temos então as quantidades proporcionais
. Para obter a fórmula empírica divide-se todos os valores pelo menor número de mols (aqui
) para obter razões simples inteiras.
Dividindo tudo por
obtemos:
Breve observação didática sobre arredondamento: quando as razões dão números próximos de inteiros (como
,
ou
), aceitamos os inteiros; se aparecesse
por exemplo, multiplicaríamos todos por
para obter inteiros, etc.
Passo 4
A razão molar
corresponde à composição elementar por átomo da fórmula empírica. Agora calculemos a massa molar da fórmula empírica (massa da fórmula mínima), para depois comparar com a massa molar experimental e achar o fator multiplicativo.
Massa molar da fórmula empírica (somando massas atômicas multiplicadas pelos respectivos subscritos):
Mini-aula: a fórmula molecular é um múltiplo inteiro da fórmula empírica. Se
é a massa molar experimental e
a massa molar da empírica, então o fator inteiro
é
Passo 5
Calcular o fator
:
Interpretação: a fórmula molecular contém
vezes mais átomos de cada tipo do que a fórmula empírica. (Os detalhes de multiplicar subscritos pela
serão usados na resposta final.)
Resposta
a)
e